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单片机超声波测距系统+原理图+电路图+汇编源程序+LED模块

更新时间:2010-9-11:  来源:毕业论文

单片机超声波测距系统+原理图+电路图+汇编源程序+LED模块
利用超声波作为定位技术是蝙蝠等生物作为防御和捕捉猎物生存的手段,也就是由生物体发射不能被人们听到的超声波(20Hz以上的机械波),借助空气或其它介质传播。通过被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短和反射回来的信号强弱来判断反射物的类型及距离的远近。人类采用仿生学,人工发射出超声波。目前,超声波已应用在民用及国防工业中。例如:用超声波探测海洋潜艇位置、鱼群以及确定海底暗礁等障碍物形状及位置。利用超声波在固体里传播的时间确定物体的长度以及超声波在固体里遇到障碍物界面上的反射来确定物体内部损伤(如裂缝、气孔及杂质等)位置,称之为无损探伤。利用超声波测距辅助机器人确定机器人自身位置和环境识别,从而准确避开障碍物按照预先规划好的行进方向行进来完成预定任务。另外还应用于矿井探测、液面探测、建筑、汽车报警等领域。超声波测距是一种非接触式检测方式,和红外、激光及无线电测距相比,超声波测距有其不受光线影响,结构和操作简单,成本低等特点。采用高精度视觉识别环境技术需要复杂的信息处理,且体积较大,价格昂贵。对于体积较小成本较低的机器人,这些特点尤为突出,相比之下,超声波测距的特点弥补了以上不足,在许多情况下能很好地完成探测任务。就此而言,本课题的研究是有一定实际意义的。
1.2 超声波检测综述
1.2.1 超声波检测的发展
我国无损检测技术是从无到有,从低级阶段逐渐发展到应用普及的现阶段水平。超声波检测仪器的研制生产,也大致按此规律发展变化。
五十年代,我国开始从国外引进超声波仪器,多是笨重的电子管式仪器。如英国的UCT-2超声波检测仪,重达24Kg,各单位积极开展试验研究上作,在一些上程检测中取得了较好的效果。
    五十年代末六十年代初,国内科研单位进口了波兰产超声仪,并进行仿制生产。随后,上海同济大学研制出CTS-10型非金属超声检测仪,也是电子管式,仪器重约20Hg。该仪器性能稳定,波形清晰。但当时这种仪器只有个别科研单位使用,建上部门使用不多。自至七十年代中期,因无损检测技术仍处于试验阶段,未推广普及,所以仪器没有多大发展,仍使用电子管式的UCT-2,  CTS-10型仪器。
    1976年,国家建委科技司主持召开全国建筑上程检测技术交流会后,国家建委将混凝土无损检测技术列为重点攻关项口,组织全国6个单位协作攻关。从此,无损检测技术开始进入有计划,有口的的研究阶段。随着电子上业的飞速发展,半导体兀件逐渐代替了电子管器件,更有利于无损检测技术的推广普及。如罗马尼亚N2701型超声波测试仪,是山晶体管分立兀件组成,具有波形和数码显示,仪器重量1OKg。七十年代,英国C.N.S公司推出仅有3. 5Kg重的PUNDIT便携式超声仪。本文来自六*维~论-文^网
    1978年10月,中国建筑科学院研制出JC-2型便携式超声波检测仪。该仪器采用TTL线路,数码显示,仪器重量为5Kg。同期研制出的超声检测仪器还有SC-2型,CTS-25型,SYC-2型超声波检测仪。从此,我国有了自己生产的超声波仪器,为推广应用无损检测技术奠定了良好的基础。
    随着检测技术研究的不断深入,对超声检测仪器的功能要求越来越高,单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。随后具有检测,记录,存储,数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。其中,煤炭科学研究院研制的2000A型超声分析检测仪,是一种内带微处理器的智能化测量仪器,全部操作都处于微处理器的控制管理之下,所有测量值,处理结果,状态信息都在显像管上显示出来,并可接微型打印机打印。其数字和波形都比较清晰稳定,操作简单,可靠性高,具有断电存储功能,其串口可以方便用户对仪器的测试数据进行后处理及有关程序的开发。与国内同类产品相比,设计新颖合理,功能齐全,在仪器设计上有重大突破和创新,达到了国际先进水平。毕业论文http://www.lwfree.cn/
目前,计算机市场价格大幅度下降,采用非一体化超声波检测仪器,计算机可以发挥它一机多用的各种功能,实际上是最大的节约。过去那种全功能的仪器设置,还不如单独的超声仪,计算机可以充分发挥各自特点。高智能化检测仪器只能满足检测条件,使用环境,重复性测试内容等基本情况一样,才可充分发挥其特有功能。仪器设计也应从实际情况出发,才能满足用户的要求。综上所述,我国超声波仪器的研制与生产,有较大发展,有的型号己超过国外同类仪器水平。
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 超声波检测综述 1
1.2.1 超声波检测的发展 1
1.2.2 超声波检测简介 3
1.3 单片机简介 4
1.4超声波简介 5
2 超声波测距仪的总体构想 7
2.1 超声波测距的原理 7
2.2 常见的测距法 7
2.3 超声波传感器 8
2.3.1 超声波传感器的原理及结构 8
2.3.2超声波传感器的特性 10
2.4 系统主要参数的确定 11
2.4.1 测距仪的工作频率 11
2.4.2 声速 12
2.4.3 发射脉冲宽度 12
2.4.4 测量盲区 13
3 单片机基本原理 15
3.1 单片机的组成 15
3.2 单片机指令系统与汇编语言程序 18
3.3 中断系统的基本原理与操作方式 21
3.3.1中断系统的基本组成 22
3.3.2中断系统的应用 22
4 超声波测距仪的硬件设计 25
4.1 超声波发射电路 25
4.2 超声波检测接收电路 26
4.2.1 集成电路CX20106A简介 26
4.2.2 接收电路图 27
4.3 单片机系统及显示电路 28
5 超声波测距仪的软件设计 30
5.1 超声波测距仪的算法设计 30
5.2 主程序 30
5.3 超声波发射中断程序 32
5.4 超声波接收中断程序 33
5.5 显示子程序 34
5.6 距离计算子程序 35
6 总结 37
参考文献 38
附录 39
致谢 1573

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